اثر دما بر ضریب نفوذپذیری خاک رسی متراکم و عایق رسی ژئوسینتتیک (gcl)

تاثیر دما در خواص نفوذپذیری خاک های رسی متراکم یکی از پارامترهای اساسی در طراحی لایه های عایق مهندسی است که در معرض شیرابه ها هستند. در این تحقیق اثر دما بر ضریب نفوذپذیری رس متراکم منطقه نازلوی ارومیه و عایق های رسی ژئوسینتتیک (geosynthetic) و همچنین تاثیر میزان تنش موثر و دانسیته بر نرخ تغییر ضریب نفوذپذیری نمونه های رسی بررسی شده است. دستگاه تعیین ضریب نفوذپذیری سه محوری با دیواره انعطاف پذیر برای اندازه گیری ضریب نفوذپذیری نمونه ها تحت تاثیر دما مورداستفاده قرار گرفته است. با افزایش دما ویسکوزیته (viscosity) محلول کاهش یافته و اثرات دمایی ساختار خاک را تغییر می دهد و تولید حفرات بزرگتر بین ذرات رس میکند و باعث ایجاد تغییر در سطح مقطع موثر جریان شده و آب جذب‌شده تبدیل به آب آزاد می شود و در نتیجه باعث افزایش ضریب نفوذپذیری خاک رسی می شود. با افزایش دما از 23 به 50 درجه سانتیگراد ضریب نفوذپذیری خاک رسی تقریباً 2.3 برابر می شود. افزایش تنش موثر از kpa30 به kpa65 باعث می شود ضریب نفوذپذیری نمونه های رسی، تقریباً به‌اندازه 0.4 نمونه هایی شود که تحت تنش موثر kpa30 قرار داشتند. با کاهش دانسیته خاک رسی از 1.9 گرم بر سانتیمتر مکعب به 1.5 گرم بر سانتیمتر مکعب بسته به میزان دمای آزمایش، ضریب نفوذپذیری 2 تا 3 برابر می شود. برخلاف خاک های رسی، در عایق های رسی ژئوسینتتیک افزایش دما تاثیر اندکی (در حدود 20%) در ضریب نفوذپذیری این لایه ها داشته و زمانی که این لایه ها در معرض افزایش دما قرار گیرند به عملکرد خوب خود به‌عنوان یک مانع هیدرولیکی ادامه می دهند.

effect of temperature on the hydraulic conductivity of compacted clayey soil and geosynthetic clay liner (gcl)

in most studies, the increase in hydraulic conductivity with temperature has been considered due to the decrease in the viscosity of fluid (habibagahi, 1977; cho et al., 1999; delage et al., 2011). however, the changes in hydraulic conductivity with temperature are not only influenced by the changes in water properties, but also by the thermal effect on soilwater interaction at the microstructure level (towhata et al., 1993; romero et al., 2001; villar and lloret, 2004). in the present study, results of temperature effects on the hydraulic conductivity of compacted clay from the nazlou region of urmia city (iran), and geosynthetic clay liner (gcl) are presented. in this research, experiments were conducted by flexiblewall triaxial permeability apparatus. in order to increase the temperature of the permeability cell to a desired level, a heater and a temperature sensor were used. results showed that by increasing the temperature, the viscosity of fluid decreases, the soil pore size increases, crosssection of effective flow increases and hence, the soil hydraulic conductivity increases. increasing the effective stress causes the rate of increase in soil permeability due to temperature to decrease. results showed that temperature increase does not have a significant effect on the hydraulic conductivity increase of geosynthetic clay liners.